CN116490307B - 加工装置的尾座的推压方法、加工装置、计算机程序以及计算机可读取的存储介质 - Google Patents
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Abstract
加工装置的尾座的推压方法设定将尾座向沿着主轴的旋转轴的第一方向推压到安装于主轴的工件上的目标按压力。驱动对尾座的移动和将尾座向工件推压的按压力进行控制的致动器，以使尾座以第一速度向第一方向移动。当检测到推压时，使尾座的移动停止。使尾座向第一方向以比第一速度慢的第二速度移动。当在尾座以第二速度移动的期间向致动器的输入量成为与目标按压力对应的值时，使尾座停止。
Description
技术领域
本发明涉及加工装置的尾座的推压方法、加工装置、计算机程序以及计算机可读取的存储介质。
背景技术
在专利文献1中记载了如下方法：使尾座以临时推压速度移动而抵碰到工件上，当使尾座移动的伺服马达的电流值超过阈值时，以比临时推压速度慢的控制速度进行推压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2008-302436号
根据专利文献1所述的方法，由于无法除去以临时推压速度推压时产生的工件和尾座的变形，所以存在无法通过伺服马达准确地控制目标按压力的问题。
发明内容
本申请公开的主要目的在于提供一种能够通过抑制工件和尾座的变形、以所希望的目标按压力推压尾座的加工装置的尾座的推压方法、加工装置、计算机程序以及计算机可读取的存储介质。
本公开的第1方式的加工装置的尾座的推压方法包括：设定将尾座向沿着主轴的旋转轴的第一方向推压到安装于主轴的工件上的目标按压力。该方法包括：驱动对尾座的移动和将尾座向工件推压的按压力进行控制的致动器，以使尾座以第一速度向第一方向移动。该方法包括：基于用于向使尾座移动的致动器的输入量的变化，检测尾座向工件的推压。该方法包括：当检测到推压时，对致动器进行控制，以使尾座的移动停止。该方法包括：驱动致动器，以使尾座向与第一方向相反的第二方向移动第一距离。该方法包括：驱动致动器，以使尾座以比第一速度慢的第二速度向第一方向移动。该方法包括：对致动器进行控制，以使得当在尾座以第二速度移动的期间向致动器的输入量成为与目标按压力对应的值时，使尾座停止。优选目标按压力和第一速度基于工件的材质、形状、加工条件等决定。优选第二速度为，尾座以第二速度与工件抵接时的冲击力在规定的范围内。
根据本公开的第2方式，在第1方式的方法中，第一距离大于因推压而产生的工件的变形量的理论值。
根据本公开的第3方式，在第1方式或第2方式的方法中，用于检测推压的输入量的阈值能够任意地设定。另外，优选输入量的阈值基于工件的材质、形状、加工条件等设定。
根据本公开的第4方式，在第1方式至第3方式的任一个的方法中，还包括：驱动致动器，以使得在使尾座以第一速度移动之前，使尾座以比第一速度快的第三速度移动到在第二方上从工件离开规定距离的位置。
根据本公开的第5方式，在第1方式至第4方式的任一个的方法中，致动器是伺服马达，输入量是向伺服马达供给的电流值。
根据本公开的第6方式，在第1方式至第5方式的任一个的方法中，还包括：将工件的一端安装于主轴，以使工件与主轴一起绕主轴的旋转轴旋转。
根据本公开的第7方式，在第1方式至第6方式的任一个的方法中，还包括：在检测到推压时，将构成为把持工件的工件把持装置打开允许量，当打开工件把持装置时，再次关闭工件把持装置以把持工件。
根据本公开的第8方式，在第7方式的方法中，工件把持装置包括卡盘，工件的一端经由卡盘安装于主轴。
根据本公开的第9方式，在第8方式的方法中，致动器在主轴的旋转轴的轴向上将尾座推压于与工件的一端相反侧的另一端。
根据本公开的第10方式，在第9方式的方法中，工件把持装置包括至少一个防振件，至少一个防振件分别构成为，支承一端与另一端之间的工件的中间部，使得工件能够绕旋转轴转动。
根据本公开的第11方式，加工装置具备主轴、尾座、致动器以及执行第1方式至第6方式的任一个的方法的单元。工件的一端安装于主轴，构成为与工件一起绕旋转轴旋转。尾座在沿着旋转轴的轴向上与主轴对置地配置，构成为能够在轴向上移动，被推压于与工件的一端相反侧的另一端。致动器构成为对尾座的移动和将尾座向工件推压的按压力进行控制。执行第1方式至第6方式的任一个的方法的单元可以包括电路。电路包括处理器。
根据本公开的第12方式，加工装置包括主轴、尾座、致动器、工件把持装置以及执行第7方式至第10方式的任一个的方法的单元。工件的一端安装于主轴，构成为与工件一起绕旋转轴旋转。尾座在沿着旋转轴的轴向上与主轴对置地配置，构成为能够在轴向上移动，被推压于与工件的一端相反侧的另一端。致动器构成为对尾座的移动和将尾座向工件推压的按压力进行控制。工件保持装置构成为把持工件。执行第7方式至第10方式的任一个的方法的单元包括电路。电路包括处理器。
本公开的第13方式的计算机程序包含使第11方式的加工装置执行第1方式至第7方式的任一个的方法的指示。本公开的第14方式的计算机程序包含使第12方式的加工装置执行第8方式至第10方式的任一个的方法的指示。
本公开的第15方式的计算机可读取的存储介质存储第13方式或第14方式的计算机程序。
在第1方式的方法、具备执行第1方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第1方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，当检测到尾座推压工件时，使尾座离开工件，使尾座以比第一速度慢的第二速度与工件抵接。因此，以第一速度推压时产生的工件和尾座的变形被除去，能够通过致动器准确地控制目标按压力。此外，由于在尾座最初高速接近工件的基础上，再使尾座从工件的附近低速抵接，所以能够缩短用于使尾座抵接的时间，能够提高制造效率。
在第2方式的方法、具备执行第2方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第2方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，在检测到尾座推压于工件之后，确保尾座离开工件。
在第3方式的方法、具备执行第3方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第3方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，能够基于工件的轴向的长度、工件的材质、要求精度等设定最佳的阈值。
在第4方式的方法、具备执行第4方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第4方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，由于能够使尾座高速移动到工件附近，所以能够缩短工件的加工时间。
在第5方式的方法、具备执行第5方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第5方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，由于能够将伺服马达作为致动器利用，所以能够使尾座高速移动。
在第6方式的方法、具备执行第6方式的方法的单元的加工装置、具备使第11方式的加工装置执行第6方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，由于能够自动安装工件，所以能够高效地进行工件的大量生产。
在第7方式的方法、具备执行第7方式的方法的单元的第12方式的加工装置、具备使第12方式的加工装置执行第7方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，能够将工件高精度地安装到工件把持装置上。
在第8方式的方法、具备执行第8方式的方法的单元的第12方式的加工装置、具备使第12方式的加工装置执行第8方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，能够将工件高精度地安装到主轴上。
在第9方式的方法、具备执行第9方式的方法的单元的第12方式的加工装置、具备使第12方式的加工装置执行第9方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，由于从主轴的相反侧将工件推压于主轴，所以能够将工件更高精度地安装到主轴上。
在第10方式的方法、具备执行第10方式的方法的单元的第12方式的加工装置、具备使第12方式的加工装置执行第10方式的方法的指示的计算机程序以及存储该计算机程序的存储介质中，能够将工件高精度地安装到防振件上。
根据本申请公开的技术，提供能够抑制工件和尾座的变形、以所希望的目标按压力推压尾座的加工装置的尾座的推压方法、加工装置、计算机程序以及计算机可读取的存储介质。
附图说明
图1是表示实施方式的加工装置的外观结构的图。
图2是表示控制器的内部结构的框图。
图3是表示伺服马达的驱动电流与尾座产生的按压力之间的关系的图。
图4是表示本实施方式的尾座的第一推压方法的处理的流程的流程图。
图5是表示本实施方式的尾座的第二推压方法的处理的流程的流程图。
图6是表示本实施方式的尾座的第三推压方法的处理的流程的流程图。
图7是表示包括致动器的变形例的加工装置的图。
具体实施方式
以下，基于表示本发明的实施方式的附图对本发明进行具体说明。另外，在图中相同的附图标记表示对应或实质上相同的结构。
(实施方式)
(加工装置1的结构)
图1示出了本发明的实施方式的加工装置1的外观结构图。加工装置1例如是复合加工车床。加工装置1具备基台10、工件主轴台20、主轴22、卡盘24、防振件26、滑架30、刀具主轴台32、刀具主轴34以及尾座40。工件主轴台20设置在基台10的一方的端部。工件主轴台20以绕旋转轴Ax旋转自如的方式支承主轴22。即，在主轴22安装有工件W的一端，主轴22构成为与工件W一起绕旋转轴Ax旋转。在以下的说明中，将沿着旋转轴Ax的方向称为Z轴方向，将沿着旋转轴Ax并沿着加工装置1的高度方向的方向称为X轴方向，将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向称为Y轴方向。此外，也可以将Z轴方向简称为轴向。
卡盘24设置在主轴22上。卡盘24构成为与主轴22一起绕旋转轴Ax旋转。卡盘24构成为把持工件W的一端。即，工件W的一端经由卡盘24安装于主轴22。防振件26构成为支承工件W的中间部，使得工件W能够绕旋转轴Ax转动。由此，特别是当工件W为长条状时，防止工件W加工中的颤振。工件W的中间部位于上述工件W的一端和与轴向上的工件W的一端相反侧的另一端之间。在以下的说明中，将卡盘24和防振件26统称为工件把持装置WS。因此，工件把持装置WS构成为把持工件W，至少包括卡盘24。另外，工件把持装置WS包括防振件26。此外，在图1中图示了一个防振件26，但是防振件26的个数可以为2个以上。
滑架30以在Z轴方向上移动自如的方式设置在基台10上。滑架30在设置在基台10上的未图示的轨道上滑动。在滑架30的面向工件W的面移动自如地装备有刀具主轴台32。刀具主轴台32能够在X轴方向和Y轴方向上移动，能够绕与Y轴平行且通过滑架30的特定点的旋转轴亦即B轴转动。在刀具主轴台32设置有刀具主轴34。刀具主轴34构成为，能够安装刀具T，对刀具T进行旋转驱动。
尾座40设置在基台10的另一方的端部侧，在沿着旋转轴Ax的轴向上与工件主轴台20对置地配置。尾座40具有尾座主轴42。尾座主轴42构成为能够相对于尾座40绕旋转轴Ax转动，按压被工件主轴台20把持的工件W。加工装置1具备用于使尾座40在轴向上移动的致动器ACT和直动机构LMM。致动器ACT例如为伺服马达44。伺服马达44生成用于使尾座40移动的旋转力。直动机构LMM具备线性引导件12和滚珠丝杠48。线性引导件12设置在基台10上，与Z轴方向平行地延伸。滚珠丝杠48以其长度方向与Z轴方向平行的方式配置在基台10上。滚珠丝杠48与伺服马达44连接，将伺服马达44的旋转力转换为尾座40的Z轴方向的驱动力。另外，也可以在伺服马达44的输出轴追加未图示的减速机构，经由减速机构连接伺服马达44和滚珠丝杠48。另外，将Z轴方向中的从尾座40朝向主轴22的方向称为Z轴负方向或第一方向D1，将相反方向称为Z轴正方向或第二方向D2。
加工装置1还具备用于控制伺服马达44的旋转速度和转矩的伺服驱动器45和传感器46(例如编码器等)。因此，致动器ACT构成为控制尾座40的移动以及将尾座40向工件W推压的按压力。此外，尾座40构成为能够在轴向上移动并推压在工件W的与一端相反侧的另一端。
加工装置1具备覆盖设备类的未图示的罩和操作盘60。操作盘60包括通过图像向用户显示信息的显示器和通过语音向用户提供信息的扬声器。除此之外，操作盘60还具备用于控制伺服驱动器45、加工装置1的控制器CL以及接受来自用户的输入的输入装置。伺服驱动器45也可以配置在操作盘60的外部。控制器CL是所谓的数值控制装置。控制器CL的详细结构将后述。
(控制器CL的内部结构)
图2是表示控制器CL的内部结构的框图。参照图2，控制器CL具备处理器61和存储器62。即，加工装置1还具备处理器61和存储器62。处理器61例如为中央运算处理装置(CPU)等电路。存储器62构成为还存储用于控制加工装置1的控制程序PG和控制数据DAT。所述控制程序PG是具备使加工装置1执行的指示的计算机程序。处理器61通过从存储器62读入控制程序PG并执行，控制主轴22、刀具主轴34、卡盘24、防振件26、致动器ACT(伺服马达44)等。控制数据DAT包括为了控制尾座40的移动而预先决定的参数。
控制器CL还具备第一输入输出接口63、第二输入输出接口64、总线65和未图示的电源等。第一输入输出接口63与操作盘60连接。第一输入输出接口63对操作盘60进行图像输出和声音输出，接受来自操作盘60的键和触摸面板等的输入。总线65将处理器61、存储器62、第一输入输出接口63以及第二输入输出接口64等彼此连接。
第二输入输出接口64与伺服驱动器45、卡盘24、防振件26等连接。在本实施方式中，为了进行伺服马达44的速度控制或位置控制，处理器61在控制程序PG的执行中，经由第二输入输出接口64向伺服驱动器45输出用于传达速度指令值或位置指令值的指令信号S1。伺服驱动器45利用PID控制等公知方法对伺服马达44输出驱动电流，以成为与指令信号S1对应的旋转速度或旋转角度。此时，伺服驱动器45输入传感器46的信号，通过反馈控制对驱动电流进行控制。伺服驱动器45将用于传达所控制的驱动电流的值的反馈信号S2向第二输入输出接口64输出。所述反馈信号S2被发送到处理器61。另外，由于以上的伺服驱动器45的功能已被公知，所以省略详细说明。
上述所示的指令信号S1的速度指令值是与伺服马达44的旋转速度对应的值。尾座40的进给速度与伺服马达44的旋转速度成比例。此处，将马达的旋转速度设为Nm[min-1]，将滚珠丝杠48的导程(滚珠丝杠48每旋转1周尾座40前进的距离)设为P[mm]，将使伺服马达44的输出减速的减速机构的减速比设为A，将尾座40的进给速度为Vf[mm/min]。此时，以下的式子成立。
(数学式1)
在以上的式子中，在不对伺服马达44附加减速机构的情况下，也可以设为A＝1。这样，处理器61通过输出指令信号S1，能够控制尾座40的进给速度。此外，伺服马达44输出与驱动电流值成比例的转矩已被公众所知。因此，处理器61通过从反馈信号S2提取的驱动电流值乘以伺服马达44固有的转矩乘数等，能够计算伺服马达44的输出转矩。
进而，当伺服马达44对滚珠丝杠48施加转矩而使其旋转时，尾座40从滚珠丝杠48受到的推力(thrust)与伺服马达44的转矩成比例已被公众所知。例如，将马达产生的转矩设为Tm[N·mm]，将滚珠丝杠48的导程为P[mm]，将效率为η，将尾座40受到的推力为Fa[N]。另外，效率η是考虑到将伺服马达44的旋转运动转换为尾座40的直线运动的所有转换机构的效率，在所述转换机构中包括将伺服马达44的输出减速的减速机构的情况下，效率η成为乘以其减速比A而得的值。此时，以下的式子成立。
(数学式2)
当尾座40与工件W抵接时，推力Fa相当于将尾座40推压于工件W的按压力。因此，处理器61能够根据反馈信号S2推断按压力的大小。在以上的基础上，处理器61在控制程序PG执行中，经由第二输入输出接口64向卡盘24输出用于控制卡盘24的开闭的信号。处理器61在控制程序PG执行中，经由第二输入输出接口64向防振件26输出用于关闭防振件26的夹具的信号或者用于打开防振件26的夹具的信号。
(伺服马达44的驱动电流与尾座40产生的按压力之间的关系)
接着，对伺服马达44的驱动电流与尾座40产生的按压力之间的关系进行说明。图3示出了如下情况下的负载传感器从尾座40受到的按压力的时间变化：代替工件W而将负载传感器安装到主轴22上，从处理器61向伺服驱动器45发送指令信号S1，以使尾座40以(1)300mm/min、(2)100mm/min、(3)50mm/min、(4)10mm/min的进给速度向第一方向D1移动，并且从处理器61向伺服驱动器45发送指令信号S1，以使得在从伺服驱动器45向伺服马达44供给相当于目标按压力(0.4kN)的驱动电流值的驱动电流时停止尾座40的移动。为了便于比较情形(1)至(4)，将从伺服驱动器45向伺服马达44供给相当于目标按压力(0.4kN)的驱动电流值的驱动电流时表示为时间0。
参照图3，尾座40与工件W抵接时的尾座40的速度越快，工件W因抵接时的冲击力(impact)而变形，即使之后停止尾座40的移动，伺服马达44也以比目标按压力高的按压力将尾座40推压于工件W。具体而言，工件W为圆筒形状，即，工件W的与轴向垂直的截面为圆形且相同。并且，将工件W的截面积设为A[mm2]，将工件W的轴向的长度设为l[mm]，将工件W的材质的杨氏模量设为E[MPa]，将尾座40的质量设为M[kg]，将尾座40与工件W抵接时的尾座40的进给速度设为V[mm/sec]，将工件W受到的应力设为σe[MPa]。此时，以下的式子成立。
(数学式3)
如果对其进行求解，则通过以下的式子求出σe。
(数学式4)
由于对工件W除了上述推力Fa之外还施加这样的应力σe，所以如图3所示，尾座40的进给速度越大，尾座40与工件W抵接时的尾座40产生的按压力越偏离目标按压力。因此，本实施方式的加工装置1在使尾座40与工件W抵接之后，使尾座40向第二方向D2后退比工件W因尾座40抵接时的冲击力(impact)而在轴向上变形的变形量大的距离。然后，加工装置1使尾座40以低速向第一方向D1移动以使工件W在轴向上变形的变形量ΔLe变小，将尾座40推压于工件W。
工件W在轴向上变形的变形量ΔLe如以下那样求出。首先，利用以下的式子求出工件W因尾座40抵接时的冲击力(impact)而在轴向上变形的变形εe。
(数学式5)
然后，通过以下的式子求出工件W因尾座40抵接时的冲击力(impact)而在轴向上变形的变形量ΔLe。将变形量ΔLe称为变形量的理论值。
(数学式6)
为了控制尾座40的移动，控制数据DAT包含以下的(1)～(5)的数据。
(1)相当于目标按压力的推力Fa的值、相当于目标按压力的驱动电流值(致动器ACT的输入量)以及相当于目标按压力的伺服马达44的转矩Tm的值中的至少一个
(2)尾座40最初与工件W抵接时的尾座40的进给速度(第一速度V1[mm/sec])或者相当于第一速度V1的速度指令值
(3)在使尾座40暂时后退之后再次与工件W抵接时的尾座40的进给速度(第二速度V2[mm/sec])或者相当于第二速度V2的速度指令值
(4)利用了在尾座40以第一速度V1移动的过程中尾座40与工件W抵接时使尾座40移动所需的推力增加的情况，用于处理器61判定在尾座40以第一速度V1移动的过程中与工件W抵接的情况的驱动电流值的阈值(致动器ACT的输入量的阈值)、与所述驱动电流值的阈值对应的推力Fa以及与该驱动电流的阈值对应的伺服马达44的转矩Tm的值中的至少一个
(5)使尾座40后退的距离(第一距离)或者用于使尾座40移动第一距离的向伺服驱动器45输出的位置指令值
操作人员能够任意地设定上述(1)～(5)的数据。(1)的目标按压力由操作人员基于工件W的材质、形状、加工条件等事先决定。(2)的第一速度V1由操作人员基于工件W的材质、形状、加工条件(制造时间)等事先决定。(3)的第二速度V2是由操作人员事先决定式子(4)的应力σe(冲击力)在规定的范围内(冲击力的影响几乎消失)的速度(图3中为10mm/min)。(4)的致动器ACT的输入量的阈值由操作人员基于工件W的材质、形状、加工条件等事先决定。(5)的第一距离由操作人员事先决定基于第一速度V1计算出的变形量的理论值ΔLe加上偏移量而得的值。即，第一距离大于因推压的产生的工件W的变形量的理论值ΔLe。另外，关于相当于第一距离的位置指令值详细内容将后述。
另外，数据(1)～(5)的各数据也可以基于，预先将用于通过加工装置1加工工件W的加工程序输入的工件W的材质、形状、加工条件(制造时间)、以及用于计算式子(1)～(6)的各种参数，通过处理器61计算。在这种情况下，控制数据DAT也可以还包含工件W的材质、形状、加工条件(制造时间)以及用于计算式子(1)～(6)的各种参数。
(尾座40的第一推压方法及其效果)
以下，对尾座40的推压的控制方法进行说明。图4是表示本实施方式的尾座40的第一推压方法的处理的流程的流程图。第一推压方法是操作人员手动将工件W安装到主轴22上之后将尾座40推压于工件W的情况下的尾座40的推压方法。第一推压方法的各步骤能够通过处理器61执行控制程序PG来实现。
在步骤S11中，该方法设定将尾座40向沿着旋转轴Ax的第一方向推压于在主轴22的旋转轴Ax的轴向上与以与主轴22一起旋转的方式安装于主轴22的工件W的一端相反侧的另一端的目标按压力。该目标按压力的设定可以由操作人员通过操作盘60输入到控制器CL。如此输入的目标按压力作为控制数据DAT存储在存储器62中。另外，在步骤S11中，也可以代替目标按压力而设定上述数据(1)所示的伺服马达44的转矩、向伺服马达44的驱动电流值。即使设定了这些值，也与设定目标按压力的情况实质上相同。
在步骤S12中，该方法驱动对尾座40的移动和将尾座40向工件W推压的按压力进行控制的致动器ACT(伺服马达44)，以使尾座40向第一方向D1以第一速度V1移动。具体而言，处理器61从存储器62读出作为控制数据DAT而存储的第一速度V1或者相当于第一速度V1的速度指令值。然后，处理器61基于读出的数据生成用于使尾座40向第一方向D1以第一速度V1移动的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S13中，该方法基于向用于使尾座40移动的致动器ACT(伺服马达44)的输入量的变化，检测尾座40向工件W的推压。在未检测到推压的情况下(在步骤S13中为“否”)，反复进行步骤S13。输入量是向伺服马达44供给的电流值。具体而言，如果从反馈信号S2提取的驱动电流值超过阈值，则处理器61判定为存在尾座40向工件W的推压。另外，在步骤S13中，也可以代替驱动电流值的阈值，而基于与上述数据(4)所示的所述驱动电流值的阈值对应的推力、以及与所述驱动电流的阈值对应的伺服马达44的转矩的值来判定推压。即使根据这些值进行了判定，也与基于向致动器ACT(伺服马达44)的输入量的变化进行判定的情况实质上相同。
在步骤S14中，该方法在检测到推压时(在步骤S13中为“是”)，对致动器ACT进行控制，以使尾座40的移动停止(伺服马达44)。具体而言，处理器61生成包含使尾座40的速度为0的速度指令的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S15中，该方法驱动致动器ACT(伺服马达44)，以使尾座40向沿着旋转轴Ax的与第一方向D1相反的第二方向D2移动第一距离。具体而言，当将第一距离设为L1[mm]、将滚珠丝杠48的导程设为P(mm)、将使伺服马达44的输出减速的减速机构的减速比设为A、将伺服马达44的旋转角设为θ[deg]时，使尾座40移动第一距离L1[mm]所需的伺服马达44的旋转角θ[deg]由以下的式子表示。
(数学式7)
处理器61从存储器62读入第一距离L1，基于式子(7)计算旋转角θ，生成包含用于使伺服马达44旋转该旋转角θ的位置指令值的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。另外，在控制数据DAT包含用于使尾座40移动第一距离L1的向伺服驱动器45输出的位置指令值时，处理器61从存储器62读入该位置指令值，生成包含该位置指令值的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S16中，该方法驱动致动器ACT(伺服马达44)，以使尾座40向第一方向D1以比第一速度V1慢的第二速度V2移动。具体而言，处理器61从存储器62读出作为控制数据DAT而存储的第二速度V2或者相当于第二速度V2的速度指令值。然后，处理器61基于读出的数据，生成用于使尾座40向第一方向D1以第二速度V2移动的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S17中，该方法判定在尾座40以第二速度V2移动的期间向致动器ACT(伺服马达44)的输入量(驱动电流值)是否成为与目标按压力对应的值。在输入量(驱动电流值)不是与目标按压力对应的值的情况下(在步骤S17中为“否”)，反复进行步骤S17。具体而言，处理器61从存储器62读入数据(1)，在数据(1)不是相当于目标按压力的驱动电流值的情况下，基于式子(2)等计算与目标按压力对应的驱动电流值。然后，处理器61判定从反馈信号S2提取的驱动电流值是否达到与目标按压力对应的驱动电流值。
在步骤S18中，该方法在向致动器ACT(伺服马达44)的输入量(驱动电流值)成为与目标按压力对应的值时(在步骤S17中为“是”)，对致动器ACT(伺服马达44)进行控制，以使尾座40的移动停止。具体而言，处理器61生成包含使尾座40的速度为0的速度指令的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在尾座40的第一推压方法中，当检测到尾座40向工件W的推压之后，使尾座40离开工件W，使尾座40以比第一速度V1慢的第二速度V2与工件W抵接。因此，能够除去以第一速度V1推压时产生的工件W、尾座40的变形，通过致动器ACT(伺服马达44)准确地控制目标按压力。此外，由于在使尾座40最初以高速接近工件W的基础上，从工件W的附近使尾座40以低速抵接，所以能够缩短用于使尾座40抵接的时间，能够提高制造效率。
(尾座40的第二推压方法及其效果)
图5是表示本实施方式的尾座40的第二推压方法的处理的流程的流程图。第二推压方法是加工装置1将工件W自动安装于主轴22进行加工并自动将工件W从主轴22取下的情况下的尾座40的推压方法。第二推压方法的各步骤能够通过处理器61执行控制程序PG来实现。在图5中，对与图4所示的处理相同的处理标注相同的附图标记。省略这些处理的详细说明。
第二推压方法在步骤S11结束之后执行步骤S21。在步骤S21中，该方法将工件W的一端安装于主轴22，以使工件W与主轴22一起绕主轴22的旋转轴Ax旋转。具体而言，处理器61进行使工件输送装置输送到工件W的一端能够与卡盘24卡合的位置。处理器61进行关闭卡盘24以将工件W把持在卡盘24上的控制。在工件把持装置WS包括防振件26的情况下，处理器61还进行关闭防振件26的夹具以把持工件W的控制。在该控制中，例如当处理器61发送了关闭卡盘24的控制信号时，在卡盘24在把持工件W时从工件W受到的反作用力超过了规定的阈值的情况下，能够视为卡盘24关闭。此外，处理器61当发送了用于关闭防振件26的夹具的信号时，在防振件26的夹具从工件W受到的反作用力超过了规定的阈值的情况下，能够视为防振件26的夹具关闭。
在步骤S22中，该方法驱动致动器ACT(伺服马达44)，以使尾座40向第一方向D1以比第一速度V1快的第三速度V3移动。在将工件W自动安装于主轴22的情况下，尾座40位于较大地远离主轴22的初始位置。因此，从制造效率的观点出发，优选第三速度V3为在加工装置1中预先决定的快速进给速度。控制数据DAT包含相当于第一速度V1或第三速度V3的速度指令值。具体而言，处理器61从存储器62读出作为控制数据DAT而存储的第三速度V3或者相当于第三速度V3的速度指令值。然后，处理器61基于读出的数据生成用于使尾座40向第一方向D1以第三速度V3移动的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S23中，该方法判定尾座40是否到达了在第二方向D2上离开工件W规定距离的位置。更具体而言，该方法判定尾座40是否到达了在第二方向D2上离开工件W的另一端规定距离的位置。在未离开规定距离的情况下(在步骤S23中为“否”)，反复进行步骤S23的处理。根据经验，该规定距离优选为30mm左右。在第二方向D2上离开工件W的另一端规定距离的位置能够根据工件W的形状计算。具体而言，控制数据DAT包含该规定距离和工件W的形状。处理器61从存储器62读出作为控制数据DAT而存储的该规定距离和工件W的形状，计算在第二方向D2上离开工件W的另一端该规定距离的位置。然后，通过与步骤S15相同的方法，处理器61计算伺服马达44的旋转角，生成包含用于使伺服马达44旋转该旋转角的位置指令值的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。
在步骤S24中，该方法在尾座40到达离开规定距离的位置时(在步骤S23中为“是”)，对致动器ACT(伺服马达44)进行控制，以使尾座40的移动停止。具体而言，处理器61生成包含使尾座40的速度为0的速度指令的指令信号S1，并向伺服驱动器45发送指令信号S1。在步骤S24以后，该方法执行步骤S12～S18。
在步骤S18之后，在步骤S25中，该方法等待加工装置1对工件W的加工结束。在工件W的加工结束之后，该方法如步骤S22所示，驱动致动器ACT(伺服马达44)，以使尾座40向第二方向D2以第三速度V3移动到初始位置。之后，该方法进行打开卡盘24以将工件W的一端从主轴22取下的控制。在工件把持装置WS包括防振件26的情况下，处理器61还进行从工件W取下防振件26的控制。然后，处理器61进行使工件输送装置从加工装置1搬出工件W的控制。
在尾座40的第二推压方法中，驱动致动器ACT(伺服马达44)，以使得在使尾座40以第一速度V1移动之前，使尾座40以比第一速度V1快的第三速度V3移动到在第二方向D2上离开工件W的另一端规定距离的位置。因此，由于能够将尾座40高速移动到工件W的附近，所以能够缩短工件W的加工时间。
(尾座40的第三推压方法及其效果)
图6是表示本实施方式的尾座40的第三推压方法的处理的流程的流程图。第三推压方法包括如下处理：为了将工件W高精度地安装于主轴22，在将尾座40推压于工件W时，将工件把持装置WS暂时打开允许量后再次关闭。第三推压方法的各步骤能够通过处理器61执行控制程序PG来实现。在图6中，对与图5所示的处理相同的处理标注相同的附图标记。省略这些处理的详细说明。
第三推压方法在步骤S14结束之后执行步骤S31。在步骤S31中，该方法在步骤S13的推压的检测时打开工件把持装置WS。具体而言，处理器61进行打开卡盘24的控制，以使卡盘24解除工件W的把持。在工件把持装置WS包括防振件26的情况下，处理器61也可以进行用于打开把持工件W的防振件26的夹具的控制。
在步骤S32中，该方法判定工件把持装置WS是否从工件W打开允许量。打开允许量是指，卡盘24和防振件26的夹具从工件把持装置WS把持工件W的状态打开至预先决定的允许量。在未打开允许量的情况下(在步骤S32中为“否”)，反复进行步骤S31的处理。具体而言，也可以在从处理器61发送到工件把持装置WS的用于打开工件把持装置WS的信号中能够指定使工件把持装置WS移动的量(开度(divergence))的情况下，处理器61在步骤S31中，向工件把持装置WS发送指定了相当于允许量的开度的、用于打开工件把持装置WS的信号，在步骤S32中，通过从发送该信号起经过了规定时间，处理器61判定为工件把持装置WS从工件W打开允许量。或者，也可以在能够回复工件把持装置WS成为指定的开度(divergence)的情况下，处理器61通过接收该回复的信号，判定工件把持装置WS从工件W打开允许量。进而，也可以在工件把持装置WS能够将表示开度的信号回复到处理器61的情况下，处理器61基于表示开度的信号判定工件把持装置WS是否从工件W打开允许量。
在步骤S33中，该方法在工件把持装置WS打开允许量时(在步骤S32中为“是”)，再次关闭工件把持装置WS。具体而言，处理器61进行关闭卡盘24的控制，以使卡盘24把持工件W。在工件把持装置WS包括防振件26的情况下，处理器61进行关闭防振件26的夹具的控制，以使防振件26的夹具把持工件W。步骤S33的控制与步骤S21的控制相同。
尾座40的第三推压方法为，在步骤S13的推压的检测时，将构成为把持工件W的工件把持装置WS打开允许量，当工件把持装置WS打开允许量时，再次关闭工件把持装置WS以把持工件W。因此，能够将工件W高精度地安装于工件把持装置WS。在执行步骤S33之后，执行步骤S15。
(变形例)
本实施方式所示的伺服马达44是致动器ACT的一例。致动器ACT也可以是其他致动器。图7表示使用液压缸70作为致动器ACT的情况下的包括尾座41的加工装置1A。尾座41相当于液压缸70的缸体。加工装置1A具备收纳尾座41的外装管78。由于外装管78引导尾座41以使尾座41沿着轴向移动，因此外装管78相当于直动机构LMM。在尾座41与尾座主轴42之间夹装有多个轴承43，尾座主轴42能够相对于尾座41绕旋转轴Ax转动。
液压缸70包括尾座(缸体)41、活塞72以及杆74。尾座(缸体)41、活塞72以及杆74形成第1油室C1和第2油室C2。图7示出了第1油室C1的容积最小的状态的情况。在杆74形成有第1油路P1和第2油路P2。经由第1油路P1将工作油输送到第1油室C1，经由第1油路P1将工作油从第1油室C1排出。经由第2油路P2将工作油输送到第2油室C2，经由第2油路P2将工作油从第2油室C2排出。在经由第1油路P1将工作油输送到第1油室C1且经由第2油路P2将工作油从第2油室C2排出时，尾座41朝向工件W移动。在经由第2油路P2将工作油输送到第2油室C2且经由第1油路P1将工作油从第1油室C1排出时，尾座41移动而离开工件W。尾座41的进给速度例如能够通过调整设置在排出工作油的油路的节流件的流量来调整。尾座41的按压力能够通过调整工作油的液压来调整。因此，上述致动器ACT的输入量在本变形例中相当于节流件的大小或者工作油的液压。即使是这种致动器ACT，也能够进行与上述实施方式相同的尾座41的移动控制。
此外，致动器ACT也可以是能够使尾座40、41直线运动的其他致动器。也可以当尾座40、41以第一速度V1或第二速度V2移动时，通过伺服驱动器45进行转矩控制，以使向伺服马达44供给的驱动电流成为相当于目标按压力的驱动电流值以下。尾座40的第一推压方法也可以包含步骤S21。在该情况下，步骤S21也可以由操作人员手动执行。
上述控制程序PG的一部分或全部功能也可以由专用的处理器和集成电路实现。控制程序PG不限于内置于控制器CL的存储器62，也可以存储在软盘、光盘、CD-ROM和磁盘等盘、SD卡、USB存储器、外置硬盘等、能够从控制器CL卸下且可由控制器CL读取的存储介质中。另外，控制器CL是计算机的一例。
在本申请中，“具备”及其派生词是说明构成要素的存在的非限制性术语，不排除未记载的其他构成要素的存在。这也适用于“具有”、“包括”及其派生语。
“～部件”、“～部”、“～要素”、“～体”和“～构造”等术语具有单个部分和多个部分的多个含义。
“第一”和“第二”等序数仅是用于识别结构的术语，不具有其他含义(例如特定的顺序等)。例如，并不因存在“第一要素”就暗示存在“第二要素”，此外也不因存在“第二要素”就暗示存在“第一要素”。
只要在实施方式中没有特别说明，表示程度的“实质性”、“约”和“大体”等术语就可以表示最终结果不会发生较大变化的合理的偏移量。本申请中记载的所有数值可以解释为包括“实质性”、“约”和“大体”等术语。
在本申请中，“A和B中的至少一方”的术语应解释为仅包括A、仅包括B以及包括A和B的双方。
考虑到上述公开内容，显然可以对本发明进行各种变更和修正。因此，在不脱离本发明的思想的范围内，可以通过与本申请的具体公开内容不同的方法实施本发明。
Claims (15)
1.一种加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
设定将尾座向沿着主轴的旋转轴的第一方向推压到安装于所述主轴的工件上的目标按压力，
驱动对所述尾座的移动和将所述尾座向所述工件推压的按压力进行控制的致动器，以使所述尾座以第一速度向所述第一方向移动，
基于向用于使所述尾座移动的所述致动器的输入量的变化，检测所述尾座向所述工件的推压，
当检测到所述推压时，对所述致动器进行控制，以使所述尾座的移动停止，
驱动所述致动器，以使所述尾座向与所述第一方向相反的第二方向移动第一距离，
驱动所述致动器，以使所述尾座以比所述第一速度慢的第二速度向所述第一方向移动，
对所述致动器进行控制，以使得当在所述尾座以所述第二速度移动的期间向所述致动器的输入量成为与所述目标按压力对应的值时，使所述尾座停止。
2.根据权利要求1所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
所述第一距离大于因所述推压而产生的所述工件的变形量的理论值。
3.根据权利要求1或2所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
用于检测所述推压的所述输入量的阈值能够任意地设定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
还包括：驱动所述致动器，以使得在使尾座以所述第一速度移动之前，使所述尾座以比所述第一速度快的第三速度移动到在所述第二方向上从所述工件离开规定距离的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
所述致动器是伺服马达，
所述输入量是向所述伺服马达供给的电流值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
还包括：将所述工件的一端安装于所述主轴，以使所述工件与所述主轴一起绕所述主轴的所述旋转轴旋转。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，还包括：
在检测到所述推压时，将构成为把持所述工件的工件把持装置打开允许量，
在打开所述工件把持装置之后，再次关闭所述工件把持装置以把持所述工件。
8.根据权利要求7所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
所述工件把持装置包括卡盘，
所述工件的一端经由所述卡盘安装于所述主轴。
9.根据权利要求8所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
所述致动器在所述主轴的旋转轴的轴向上将所述尾座推压于与所述工件的所述一端相反侧的另一端。
10.根据权利要求9所述的加工装置的尾座的推压方法，其特征在于，
所述工件把持装置还包括至少一个防振件，
所述至少一个防振件分别构成为，支承所述一端与所述另一端之间的所述工件的中间部，使得所述工件能够绕所述旋转轴转动。
11.一种加工装置，其特征在于，具备：
主轴，安装有工件的一端，构成为与所述工件一起绕旋转轴旋转；
尾座，在沿着所述旋转轴的轴向上与所述主轴对置地配置，构成为能够在所述轴向上移动，被推压于与所述工件的所述一端相反侧的另一端；
致动器，构成为对所述尾座的移动和将所述尾座向所述工件推压的按压力进行控制；以及
执行权利要求1至6中任一项所述的方法的单元。
12.一种加工装置，其特征在于，具备：
主轴，安装有工件的一端，构成为与所述工件一起绕旋转轴旋转；
尾座，在沿着所述旋转轴的轴向上与所述主轴对置地配置，构成为能够在所述轴向上移动，被推压于与所述工件的所述一端相反侧的另一端；
致动器，构成为对所述尾座的移动和将所述尾座向所述工件推压的按压力进行控制；
工件把持装置，构成为把持所述工件；以及
执行权利要求7至10中任一项所述的方法的单元。
13.一种计算机程序，其特征在于，
包含用于使权利要求11所述的加工装置执行权利要求1至7中任一项所述的方法的指示。
14.一种计算机程序，其特征在于，
包含用于使权利要求12所述的加工装置执行权利要求8至10中任一项所述的方法的指示。
15.一种计算机可读取的存储介质，其特征在于，
存储权利要求13或14所述的计算机程序。
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